到了祝融氏執(zhí)政之前,當(dāng)時燧人氏的后裔共工部落(信奉水神)和祝融部落(信奉火神)為爭奪部落聯(lián)盟的中心地位展開了戰(zhàn)爭。戰(zhàn)爭非常慘烈,共工部落幾乎被滅族,獲勝的祝融部落也是損失慘重,雖然取得了燧人氏部落聯(lián)盟共主的地位。但是共工部落的族長逃走了。
祝融部落一直在追殺共工部落的殘余勢力。共工部落的大祭司向水神獻(xiàn)祭祈求向祝融部落報復(fù)。不幸的是正好此時大洪水發(fā)生了。所以后世人們將此事件神化為:水神共工與火神祝融發(fā)生大戰(zhàn),水神戰(zhàn)敗,怒撞天柱不周山,從此天傾西北,地降東南,天上不停地降雨,東南大片土地被淹沒。后來有了女媧補天的傳說。
為什么共工氏的獻(xiàn)祭發(fā)揮了作用,老天呼應(yīng)了他們的祈禱?
這其實是碰巧了,因為此時正是全新世開始,即第四紀(jì)冰期的最后一次冰期結(jié)束不久。
大約259萬年前地球進(jìn)入第四紀(jì)冰期。直到20世紀(jì)中葉大多數(shù)科學(xué)家還相信冰期的氣候是持續(xù)的寒冷。但是實際上冰期中也有相對溫暖的時期。
科學(xué)家米蘭科維奇發(fā)現(xiàn)第四紀(jì)氣候變化的規(guī)律是冰期-間冰期交替,稱之為旋回。且推斷旋回的形成與地球軌道要素的變化有關(guān)。旋回的周期(米蘭科維奇周期)通常以萬年計,但是并不穩(wěn)定。
認(rèn)識到冰期氣候的不穩(wěn)定性是古氣候研究的一項重要成果。
近70萬年來以10萬年周期為一個旋回。在每個10萬年左右的冰期-間冰期旋回中,溫暖時期是比較短暫的,一般約1—2萬年。而更多的時間處于降溫過程中。但是溫度的下降不是直線的,而是由一系列的波動組成。
最近的一個旋回開始于BC120000年,那時地球氣候與現(xiàn)代的氣候相當(dāng);直到BC21000年達(dá)到最冷(稱為末次冰盛期)。
BC16000年,末次冰盛期之后處于冰消期。地球漸漸從冰河時代開始“恢復(fù)“,雖然高緯地區(qū)還覆蓋著大量冰原,但當(dāng)時地球上的氣候正在慢慢變暖。北美的勞倫泰冰蓋,北歐的斯堪的那維亞冰蓋相繼開始瓦解。
BC10750年,氣候已回暖到接近現(xiàn)代的情況。這時一顆彗星在撞向地球前發(fā)生爆炸,爆炸的彗星所產(chǎn)生的碎片可能落進(jìn)了地球的冰原中,導(dǎo)致冰原大面積融化。北美冰蓋大量融化改變了淡水向南流入墨西哥灣的現(xiàn)象,反使得大量淡水向北流入北大西洋,表面海水因之變輕(因為含鹽量變小),下沉海水量變少,“溫鹽環(huán)流”因而變?nèi)?。海表面往北洋流也連帶的減弱,北傳的熱量減少,降低海洋調(diào)節(jié)高緯大氣的功能,氣溫因此迅速下降。
這次激烈的氣候波動,稱為“新仙女木”事件。以北大西洋北部為中心,氣候迅速變冷。
地球在此后長達(dá)1000年(BC10750—9750)。再度陷入冰天雪地中,地球北半球大部分地區(qū)溫度驟降,從而破壞了舊石器時代文明,并造成了大型史前動物(如猛犸象)的滅絕。這一時期被稱為新仙女木時期。
在這個時期,英國南部的平均氣溫降到了-8℃,冬天更低至-20℃,嚴(yán)重擾亂了當(dāng)時正在歐洲和亞洲形成的早期人類文明的發(fā)展。
“新仙女木”事件持續(xù)約千年。開始時氣溫迅速下降,結(jié)束時氣溫又迅速上升,而降溫及升溫的時間只有幾十年甚至十年,因此稱為氣候突變。溫度變化的幅度達(dá)到了冰期-間冰期旋回的3/4。這是末次冰盛期后處于氣溫回升階段的1次氣候突變。它是由于全球海洋中的溫鹽環(huán)流關(guān)閉所致。
“仙女木”是寒冷氣候的標(biāo)志植物,因此用來命名北歐地區(qū)出現(xiàn)的寒冷事,“新仙女木”的“新”表示末次冰盛期后的最近一次寒冷事件,“新仙女木”事件之后氣候變暖,進(jìn)入溫暖的全新世。
新仙女木事件是末次冰盛期后的冰消期持續(xù)升溫過程中的一次突然降溫的典型非常規(guī)事件,對于研究古氣候、古環(huán)境的快速突變事件和短周期現(xiàn)象,合理評估現(xiàn)今氣候一環(huán)境條件并做出氣候變化的預(yù)測有著重要的意義。它是一個全球性的事件,中國東部陸架海也普遍發(fā)現(xiàn)了“新仙女木”事件的沉積記錄。由于中國東部陸架位于歐亞大陸和太平洋之間,受季風(fēng)的強烈影響,因此有著獨特的響應(yīng)。
我問先賢:“何謂‘溫鹽環(huán)流’?怎么會有這么大的影響?”
“在歐洲大陸的西邊,大西洋的東北區(qū)域,有一支自西南向東北流動的洋流--北大西洋溫鹽環(huán)流,它給歐洲帶去了溫暖濕潤的空氣和豐富的降雨,使北歐的冬天不至于那么嚴(yán)寒,這支暖流也相似地影響到北美東北部,如果沒有它,那么,北歐的冬天就會變得異常寒冷,不僅如此,北半球很大一部分地區(qū)的氣溫都要受到影響。
北大西洋溫鹽環(huán)流,就像一條將熱能從赤道送往北大西洋的傳送帶:來自赤道的表面暖水借由沿岸的灣流不斷向北移動,途中海水釋放出熱量,造成凈熱量向北輸送。
釋放熱量的海水逐漸變冷,再加上不斷的蒸發(fā)使海水的鹽度增加。因此,越往北海水越冷越咸,因此也越重,最后終于在北大西洋高緯度的固定下沉區(qū)下沉入深海,而這部分原本溫暖的赤道海水也變成了又冷又咸的北大西洋深層海水。
形成于北大西洋的冷水團(tuán)在深層以邊界流的形式向南流去,之后圍繞著南極繞極急流,部分和形成于威德爾海的南極底層水混合,流向太平洋和印度洋,在那里上翻穿過溫躍層達(dá)到上層海洋。
之后,溫鹽環(huán)流掉頭隨深層海水向南移動,沿南大西洋、南極洲流進(jìn)印度洋,最終又回到赤道,完成所謂的“環(huán)流”。
從上面情況可以看出溫鹽環(huán)流主要依靠海水的溫度和含鹽密度驅(qū)動,是一個全球洋流循環(huán)系統(tǒng)。海面上依靠受溫度影響的風(fēng)力驅(qū)動暖流,在海底依靠受鹽度影響的海水密度差異驅(qū)動海底寒流。
表面風(fēng)對于100米左右以下深度的海水環(huán)流所起的作用微乎其微,而海水溫度和鹽度的變化則足以使海水密度產(chǎn)生差異。
海水密度的差異使得海水產(chǎn)生了密度梯度,導(dǎo)致海流的形成。這種方式產(chǎn)生的海流流速非常慢(每年只有若干公里),只有通過特殊的手段才能發(fā)現(xiàn)這種海流,也就是通過把不同深度的水團(tuán)的溫度、鹽度和氧含量表示在圖上,才能發(fā)現(xiàn)它的存在。
一次溫鹽循環(huán)耗時大約1600年,在這個過程中洋流運輸?shù)牟粏问悄芰浚囟?熱能),當(dāng)中還包括地球固態(tài)及氣體資源等,不過溫鹽環(huán)流最受人類關(guān)注的是其全球恒溫的功能。
溫鹽環(huán)流的重要性在于,它和大氣中著名的Hadley環(huán)流、Ferrel環(huán)流和極地環(huán)流等一起,構(gòu)成了對于維持全球氣候系統(tǒng)的能量平衡至關(guān)重要的經(jīng)向環(huán)流體系。
對于全球氣候系統(tǒng)而言,熱帶存在輻射盈余,極地則存在輻射虧損,為保持整個系統(tǒng)的能量平衡,在低緯與高緯之間,必須存在強的經(jīng)向能量輸送。以前人們認(rèn)為,這種輸送作用主要通過大氣傳輸來實現(xiàn)?,F(xiàn)在研究表明,海洋的極向熱輸送約占海氣耦合系統(tǒng)中極向熱輸送總量的50%,在北半球,它把低緯的熱量輸送到高緯,在北緯50度附近(那里的海洋西邊界流最強)通過強烈的海氣熱交換,把大量的熱量輸送給大氣,再由大氣把能量向更高緯度輸送。海洋經(jīng)向熱輸送強度的變化,將對全球氣候產(chǎn)生重要影響。
在當(dāng)前氣候中,大西洋是主要的向高緯度的熱輸送器。北大西洋灣流冷、暖水在北大西洋高緯的轉(zhuǎn)換,向大氣釋放出大量的熱量。據(jù)估算,在北緯24度處,大西洋的熱輸送為1.2PW,而該緯度上所有大洋的經(jīng)向熱輸送總量為2.0PW,大氣的熱輸送總量為3.0PW。在北大西洋,向高緯的熱輸送以及冬季的熱釋放,可以補充年日射的25%,盛行西風(fēng)帶將這些熱量帶至相臨大陸,使得北歐氣候保持溫暖。
所以溫鹽環(huán)流活動的任何變化,都將給區(qū)域乃至全球氣候造成可觀的影響。而新仙女木事件恰恰是因為突然的熱量增加導(dǎo)致全球海洋中的溫鹽環(huán)流關(guān)閉。
2009年11月,中國長江中下游以及江南地段急劇降溫,其原因也是全球氣候變暖影響了溫鹽環(huán)流的運動。